拟南芥富含亮氨酸重复类受体激酶调控合子胚胎发育的分子机理

富含亮氨酸重复类受体激酶（LRR-RLKs）是拟南芥中一个庞大的蛋白家族。对这些LRR-RLKs的研究深入揭示了它们在拟南芥的生长发育过程中以及拟南芥对外界环境信号响应过程中的重要作用。申请人此前对其中一个亚家族SERK的研究表明，这些SERK基因不仅在重要植物激素油菜素内酯(Brassinosteroids, BRs)的信号转导途径中起着不可替代的重要作用，它们的缺失也导致了拟南芥的胚胎发育缺陷。本项目旨在已有的工作基础上，研究拟南芥胚胎中可能受到SERKs调控的激素信号转导途径，并寻找在拟南芥胚胎发育过程中与SERKs相互作用的蛋白质，从而进一步揭示SERKs调控拟南芥合子胚胎发育的分子机理。

在拟南芥基因组中存在至少610个受体激酶，其中绝大部分的生物学功能都不清楚。我们利用反向遗传学的方法，创建了其中一个亚家族SERK的多重突变体，发现其中一个三重缺失突变体serk1 serk2 serk3的胚胎发育有缺陷，子叶和胚轴都很短。遗传学分析表明这几个基因功能冗余，一起调控拟南芥的胚胎发育。对突变体中胚胎发育标记基因表达模式的分析表明WOX5在胚轴中发生了明显的异位表达。和已知的控制胚胎发育的MAPK级联信号途径突变体间的遗传分析表明这些SERKs可能通过MAPK级联信号途径调控拟南芥胚胎的发育。我们的研究结果证明SERKs通过MAPK信号途径抑制WOX5在胚胎原维管束中的表达，从而调节干细胞分布和活性，促进原维管束细胞的分裂、生长和分化，从而控制胚轴的伸长，最终调节胚胎的发育。